信息技術優化對有機化學教學的輔助論文
摘要:本文主要討論了信息技術在有機化學中的具體應用及注意事項。
關鍵詞:信息技術 有機化學 應用 問題
一、信息技術在有機化學教學中運用的必要性
《有機化學基礎》是集化學、生物、化工、醫學、藥學、環境、材料、食品等專業為一體的重要基礎課程。有機化學課堂教學中存在識記內容多、反應類型繁雜、反應機理抽象、立體化學問題普遍難以掌握理解等特點。傳統的教學方法與模式已無法滿足現代化教學的需求。
而信息技術在現代化學教學方面有著傳統教學方法所不及的優勢:①它有助于創設更生動、逼真的學習環境,把微觀問題宏觀化,抽象問題具體化,增強教學的直觀性,把感性認識上升到理性認識,達到實驗教學的優化;②對一些耗時長、污染重、危險大等不適合在課堂中演示的實驗,采用現代教學手段(如播放錄像)可有效調節時間,縮短實驗過程,從而提高課堂教學的有效性;③可展示現代化科研設備、工藝流水線、生活中常見的有機產品實際生產過程來拓展學生知識面、開闊眼界,同時彌補因條件限制而不能到實地考察的遺憾;④可彌補地域限制及城鄉差異,利用網絡的公開性、快速性進行共享學習,具有一定的輔助作用,屬優質教育發展的一條新交流渠道。
二、信息技術在有機化學中的具體應用
1.模擬有機物空間結構。有機物的空間結構較復雜,也很抽象,剛接觸有機化學時,由于對有機物的空間結構缺乏想象力,僅憑教師的講解,學生很難想象出化合物的空間結構。若借助模型講解,不同位置的學生觀察角度不同,難以真正理解、牢固樹立空間結構的概念。并且有的模型制作較困難,在保存、使用中都受到一定的限制。
而利用計算機的三維圖形功能,則可輕易解決化學模型的不足。在教學中我們可借助一些優秀的軟件來達到應有的效果,如Flash6.0、3Dmarx,在繪制化學分子結構模型時可將二維平面結構轉換為三維立體結構。如乙醇分子的球棍模型和比例模型,可制作出任意旋轉的三維分子結構,從不同角度清楚觀察有機物三維立體結構的外觀,將結構上的不同原子賦予不同顏色,不僅將有機物的結構直觀的呈現在學生面前,還給學生以美的享受,枯燥的分子變得活靈活現,能大大激發學生的學習興趣。
2.播放實驗錄像。教材中部分實驗耗時過長,(如甲烷與氯氣的取代反應,硝化纖維的制備,銅氨纖維的制備等),某些演示實驗具一定的危害性在課堂上難以實施(如硝基苯、溴苯的制備、硝化纖維的爆炸)。這些實驗可先在實驗室中操作,將其過程錄制后進行加工剪切,保留重要片段在課堂上播放。在不失實驗真實性的前提下既能完整展現實驗操作過程,又突出重要的實驗現象,在避免無效等待前提下使化學實驗現象和教學效果達到理想的狀態。
3.模擬有機化學反應機理。大多數有機化學反應歷程涉及原子的斷鍵及成鍵過程,如甲烷與氯氣取代反應的歷程(包含三個反應階段:引發階段、生長階段、終止階段)能完美解釋取代反應的產物為多種鹵代烴共存的原因,但其原理的解釋涉及微觀粒子的斷鍵及成鍵過程,比較抽象,很難將其變化過程表述清楚。若運用計算機將該過程制作成動畫,向學生展示其微觀演變過程,通過形象化的手段進行直觀性模擬展現,利于學生更清晰掌握機理;此外,加成、加聚、消去、酯化、水解、催化氧化等典型有機反應類型,做成動畫演示其反應機理,讓學生直觀看到反應時物質內部所發生的變化,從而更好掌握典型有機反應的原理。
4.利用視頻開拓學生視野。通過拍攝或網上查找一些生活中常見的食品加工過程(如紅糖的生產、蔗糖的提煉、冰糖的制作、菜籽榨油等)及某些化工產品生產實踐(如石油的開采和分餾加工,含酚廢水的處理等)的視頻教材,形成系列視頻教育資源,既能開拓學生的知識,又能激發學生對生活化學的興趣。
5.培養學生信息“篩選”能力。科技的迅猛發展表現為知識的快速更新。對教材中某些信息量豐富但對知識點要求不高的知識(如《糖類》、《油脂》、《蛋白質》、《有機高分子材料》等),可嘗試在課前將所需的資源整理好,保存在某一特定文件夾下或做成內部網站,讓學生訪問該文件夾來選擇有用信息做成知識網絡;也可為學生提供適當的參考信息,如網址、搜索引擎、相關人物等,由學生自己去Internet或資源庫中去搜集素材,對收集的資料進行整理設計,在校園網內的化學網中建立網頁,供其它班級學生或下一屆學生點擊學習。在這里,信息技術作為信息加工工具,能培養學生的信息加工能力,有效提高學生對事物的綜合了解和學習,達到對大量知識的內化。雖然教學仍是封閉的、以“知識”為中心,但是,學生有豐富的和優秀軟件相接觸的機會,對學習會有更高的積極性。
三、使用信息技術應該注意的問題
首先,把握使用多媒體教學的“度”。凡事皆有度,教學內容過于多媒體化,就會因過于淺顯而失去一定深度,或過于深奧而流于羅列,沒有互動性。化學學科最本質的特征是實驗,能在課堂上完成的實驗就一定在課堂上演示,能讓學生操作的實驗就一定給學生動手的機會,這樣給學生留下的記憶最直觀也最“立體”。
其次,多媒體教學也不能盲目從眾,不講實效。課堂信息量不宜過大、速度要適中,給學生分析、整合進而儲存的時間,這樣才能體現多媒體的優越性。
再次,教師要處理好多媒體播放與教學的關系,教師是課堂的總指揮而不是多媒體播放員,更不是課件的解說員,教師應該放下鼠標與學生一起互動。
總之,信息技術與有機化學教學的整合,不僅僅是一種教學方法的更新,更重要的是把信息資源引入化學教學活動中,合理、機動地運用信息技術的輔助功能,給學生提供視覺和聽覺感受,有效地培養學生自主學習、主動發展的意識和能力,把學習空間還給學生,充分挖掘學生的創造潛能。
參考文獻:
北京師范大學現代教育技術研究所 馬寧、余勝泉 《信息技術與課程整合的層次》
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